CN108424339B - 一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法 - Google Patents

一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，以氨基高氮化合物与高沸点有机溶剂混合，再加入硝铵炸药和醛基化合物，得到二维共轭结构材料；硝铵炸药在此二维共轭结构上进行生长，得到钝感化改性硝铵炸药晶体。本发明的方法更加简单，最终的材料结构和性能可以通过反应条件和掺杂量进行精确控制，产品的产率高，所用原材料的成本较低，很容易实现工业化生产。其次，HMX的能量较高，少量的高氮二维材料的掺杂不会大幅降低其能量密度，反而提升其晶体刚度和分子有序的堆积密度，进而提升其爆轰性能。

Description

一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法
技术领域
本发明属于含能材料技术领域，涉及一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法。
背景技术
高效毁伤能力和高生存能力是现代武器追求的主要目标。要实现这些目标，作为武器能量载体的含能材料必须满足高能量密度、低易损和环境适应性等要求。因此，在保证安全的同时提高能量始终是含能材料研制发展的一个主要目标。不断设计及合成新型含能材料也就成为合成化学家们的主要研究课题之一，但新型含能材料由于成本、能量密度和安全性矛盾等问题制约，一直无法取代现有高能炸药如奥克托今(HMX)或钝感炸药三氨基三硝基苯(TATB)。
近年来,国内外合成了一系列低感(钝感)高能炸药，如3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)、4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-2,10-二氮杂异伍兹烷(TEX)、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)、2,6-二氨基2,5-二硝基吡嗪(LLM-105)等。较新的钝感含能材料的的代表是二硝基吡啶(LLM-105)和二硝基吡嗪(ANPyO)(F.Pagoria；R.D.Schmidt,Unites StatePatent 6,069,277,2000；P.F.Pagoria,A.R.Mitchell,R.D.Schmidt,R.L.Simpson，F.Garcia,J.Forbes,J.Cutting,R.Lee,R.Swansiger,D.M.Hoffman,Presented at theInsensitive Munitions and Energetic Materials Technology Symposium,San Diego，CA,1998.)。其中LLM-105密度为1.92g.cm-3、分解温度354℃。ANPyO的密度则为1.878g.cm-3、熔融分解点大于340℃(H.Ritter,H.H.Licht,J.Heterocycl.Chem 1995,32,585)。这些新合成的高能炸药都能满足钝感的要求，但是这些新型炸药合成成本较高并且合成需要很长的时间，不利于大规模使用。
在现有高能炸药的基础上对其进行降感是目前世界各国普遍采用的方法。具体方法主要包括以下几种：包覆、共晶、掺杂、改善含能材料晶体表面缺陷等。张俊等采用超临界溶液快速膨胀(RESS)技术对RDX炸药颗粒进行了包覆，结果表明包覆后的RDX炸药撞击感度明显降低(张俊,张景林,王保国,刘树浩,张涛,周得才.超临界RESS法包覆超细RDX工艺[J].含能材料,2011,19(02):147-151.)。共晶是从分子水平上对含能材料进行有序修饰和调控，形成均一化的共晶体，从而达到降低感度的目的。中国工程物理研究院化工材料研究所采用溶剂挥发共结晶的方式，成功制备出CL-20/TNT、CL-20/DNB、CL-20/对苯醌和CL-20/己内酰胺系列共晶炸药，撞击感度测试表明CL-20与低感的TNT和DNB形成共晶后，其特性落高达55cm，是纯CL-20的三倍左右，有效降低了CL-20感度，有望用于新型钝感弹药之中([1]杨宗伟.CL-20共晶炸药合成与性能研究[A].2015年版中国工程物理研究院科技年报(II)[C].2015:4.)。Vincent Pichot等通过在超级铝热剂中掺杂纳米金刚石的方法，有效改善了反应体系的摩擦感度和静电火花感度(Pichot V,Comet M,Miesch J,etal.Nanodiamond for tuning the properties of energetic composites[J].Journalof hazardous materials,2015,300:194-201.)。通过改变晶型来实现降感的方法也得到了广泛的应用。许多文献报道了RDX晶体尺寸、晶体形态以及晶体内部缺陷对浇注炸药冲击转爆轰的影响，例如，李洪珍等研究了成功制备出CL-20/TNT、CL-20/DNB、CL-20/对苯醌和CL-20/己内酰胺系列共晶炸药，指出炸药晶体的品质对冲击波感度有明显的影响，使用较完整、缺陷少的炸药晶体可以降低冲击波感度(王玉平,杨宗伟,李洪珍,等.CL-20/DNB共晶炸药的制备与表征[J].含能材料,2013,21(4):554-555.Li H,Shu Y,Gao S,et al.Easymethods to study the smart energetic TNT/CL-20co-crystal[J].Journal ofmolecular modeling,2013,19(11):4909-4917.)。
由上述内容可以看出，对现有高能炸药进行降感能部分实现高能钝感的目的。其中又以包覆、共晶、掺杂、改善晶体表面缺陷最为常用。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，通过掺杂二维共轭结构材料对硝铵炸药的结晶进行取向，完善晶体表面缺陷，达到降低感度的目的。
技术方案
一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将氨基高氮化合物加入到高沸点有机溶剂中形成饱和溶液，加热到25-100℃，搅拌至氨基高氮化合物完全溶解；
步骤2：按氨基高氮化合物和硝铵炸药摩尔比为1:1至1:10的比例，将硝铵炸药加入到步骤1制备的溶液中,在25-100℃温度下搅拌至硝铵炸药完全溶解；
步骤3：再加入醛基化合物，在加热70-150℃条件下搅拌10-30min形成二维共轭结构材料；
步骤4：将步骤3的溶液冷却至室温，再加入与步骤1中的高沸点有机溶剂体积相同的蒸馏水，析出固体产物；
步骤5：将步骤4得到的固体产物真空干燥或抽滤、干燥得到高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体。
所述硝铵炸药为黑索金RDX、奥克托金HMX、双环奥克托今BCHMX或六硝基六氮杂异伍兹烷CL-20中的一种或几种。
所述氨基高氮化合物为三氨基胍硝酸盐、三氨基胍盐酸盐、三聚氰胺、二氨基胍硝酸盐或二氨基胍盐酸盐中的一种或几种。
所述高沸点有机溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、氯化亚砜、二苯基亚砜中或其他硝铵炸药的良溶剂中的一种或几种。
所述醛基化合物为乙二醛、甲醛或丙三醛中一种或几种的水溶液。
有益效果
本发明提出的一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，以氨基高氮化合物与高沸点有机溶剂混合，再加入硝铵炸药和醛基化合物，得到二维共轭结构材料；硝铵炸药在此二维共轭结构上进行生长，得到钝感化改性硝铵炸药晶体。
与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果:
现有钝感含能材料的制备方法主要有三种：(1)钝感含能材料分子设计和制备，包括从对称性、钝感化基团和分子间氢键或π键相互作用的设计思路；(2)与钝感小分子含能材料形成共晶；(3)对敏感炸药晶体表面进行钝感化包覆。
相比这三种方法，本发明的方法更加简单，最终的材料结构和性能可以通过反应条件和掺杂量进行精确控制，产品的产率高，所用原材料的成本较低，很容易实现工业化生产。其次，HMX的能量较高，少量的高氮二维材料的掺杂不会大幅降低其能量密度，反而提升其晶体刚度和分子有序的堆积密度，进而提升其爆轰性能。
附图说明
图1为HMX及本发明实例1-7制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体扫描电子显微镜扫描图。
图2为HMX及本实例1、实例2、实例3制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体EDS元素分析图。
图3为实例4-7制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体XRD元素分析图。
图4
a：为HMX及实例4，实例5，实例7制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体FTIR图；
b：为HMX及实例2，实例6，实例3，实例1制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体FTIR图；
图5
a：为HMX及实例2，实例4，实例5，实例7制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体拉曼光谱图；
b：为HMX及实例2，实例6，实例3，实例1制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体拉曼光谱图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
实例1
一种二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，包括如下工艺步骤：
三氨基胍硝酸盐的溶解：称取0.32g三氨基胍硝酸盐加入到20ml二甲基亚砜(也可以是其他能够溶解三氨基胍硝酸盐的溶剂，如氯化亚砜、二苯基亚砜)中，水浴(油浴、电加热)加热至70℃，磁力搅拌(转子转速150r/min)30min使三氨基胍硝酸盐完全溶解。
高氮二维共轭结构材料的生成：加入0.72g乙二醛(或其它能与三氨基胍硝酸盐形成二维共轭结构的溶剂，如甲醛、丙三醛)，加热搅拌1h得到二维共轭结构。
硝铵炸药的溶解：称取奥克托金(也可以是其他硝铵炸药，如黑索金、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20))2.23g(三氨基胍硝酸盐与奥克托金摩尔比为1:4)加入到已溶解的三氨基胍硝酸盐溶液中，利用磁力搅拌器搅拌一段时间至硝铵炸药完全溶解，溶液变成黄色(本实例时间为30min)。
硝铵炸药的重结晶：溶解后的硝铵炸药在上述二维共轭结构形成的过程中，通过加入一定量的去离子水沉淀在该二维共轭结构上，形成黄色晶体。
产物的收集：采用去离子水对产物进行洗涤，然后过滤、在烘箱中干燥进行产物收集(收集方法也可以采用离心、低温冷冻干燥)。
将实例1制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行扫描电子显微镜(SEM)分析，其晶体形貌如图1所示。由图1可知本实例1制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体中硝铵炸药晶型完好，很好的与二维共轭结构融为了一体，晶体结构致密。
将本实例1制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行真密度分析(气体置换法)，其密度测试结果为1.841g/cm3。
将本实例1制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行EDS元素分析，其元素分析图如图2所示，具体结果为：C元素原子含量为1.81％，N元素原子含量为58.50％，O元素原子含量为39.70％。
将本实例1制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行XRD元素分析，其元素分析结果为：C元素原子含量为29.76％，N元素原子含量为38.91％，O元素原子含量为31.33％。
将本实例1制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行热分析，分析结果显示该晶体热稳定性较好，分解峰温为286.4℃，且奥克托金转晶吸热峰消失。
实例2
一种二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，包括如下工艺步骤：
三氨基胍硝酸盐的溶解:称取0.51g三氨基胍硝酸盐加入到15ml二甲基亚砜(或其他能够溶解三氨基胍硝酸盐的溶剂)中，常温(或水浴、油浴、电加热)搅拌一段时间(本实例为30min)使三氨基胍硝酸盐完全溶解。
硝铵炸药的溶解：称取奥克托金2.66g(三氨基胍硝酸盐与奥克托金摩尔比为1:3)加入到已溶解的三氨基胍硝酸盐溶液中，利用磁力搅拌器搅拌30min，溶液变为橙红色。
高氮二维共轭结构材料的生成：将上述溶解有三氨基胍硝酸盐和硝铵炸药的溶液油浴加热(或电加热)至100℃，加入0.62g乙二醛(或者其它能与三氨基胍硝酸盐形成二维结构的材料)，加热搅拌一段时间颜色变深为黑色(本实例时间为1h)得到二维共轭结构。
硝铵炸药的重结晶：通过在上述二维共轭结构形成的过程中加入一定量的去离子水使硝铵炸药析出，沉淀在该二维共轭结构上，形成黑色晶体。
产物的收集：采用去离子水对产物进行洗涤，然后过滤，冷冻干燥。
将实例2制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行扫描电子显微镜(SEM)分析，其晶体形貌如图1所示。由图1可知本实例2制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体中硝铵炸药晶型完好，很好的与二维共轭结构融为了一体，晶体结构致密。
将本实例2制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行真密度分析(气体置换法)，其密度测试结果为2.131g/cm-3。
将本实例2制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行EDS元素分析，其元素分析图如图2所示，具体结果为：C元素原子含量为0.72％，N元素原子含量为57.23％，O元素原子含量为42.05％。
将本实例2制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行XRD元素分析，其元素分析结果为：C元素原子含量为49.30％，N元素原子含量为30.69％，O元素原子含量为19.35％。
将本实例2制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行热分析，分析结果显示该晶体热稳定性较好，分解峰温为282.8℃，且奥克托金转晶吸热峰消失。
实例3
一种二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，包括如下工艺步骤：
三氨基胍硝酸盐的溶解:称取0.24g三氨基胍硝酸盐加入到15ml二甲基亚砜(或其他能够溶解三氨基胍硝酸盐的溶剂)中，水浴(也可以是油浴或电加热)70℃搅拌一段时间(本实例为30min)使三氨基胍硝酸盐完全溶解。
高氮二维共轭结构材料的生成：将三氨基胍硝酸盐溶液水浴加热(油浴或电加热)，温度保持为70℃，加入0.28g乙二醛(或者其它能与三氨基胍硝酸盐形成二维结构的材料)，加热搅拌一段时间(本实例时间为1h)得到二维共轭结构。
硝铵炸药的溶解：称取奥克托金2.66g(三氨基胍硝酸盐与奥克托金摩尔比为1:6.3)加入到已溶解的三氨基胍硝酸盐溶液中，利用磁力搅拌器搅拌30min，形成二维共轭结构；
硝铵炸药的重结晶：上述二维共轭结构形成的过程中通过加入一定量的去离子水是硝铵炸药析出，沉淀在该二维共轭结构上，形成浅灰色晶体。
产物的收集：采用去离子水对产物进行洗涤多次，然后过滤，冷冻干燥。
将实例3制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行扫描电子显微镜(SEM)分析，其晶体形貌如图1所示。由图1可知本实例3制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体中硝铵炸药晶完好，很好的与二维共轭结构融为了一体，晶体结构致密。
将本实例3制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行真密度分析(气体置换法)，其密度测试结果为1.839g/cm-3。
将本实例3制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行EDS元素分析，其元素分析图如图2所示，具体结果为：C元素原子含量为0.87％，N元素原子含量为60.89％，O元素原子含量为38.24％。
将本实例2制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行XRD元素分析，其元素分析结果为：C元素原子含量为29.72％，N元素原子含量为37.58％，O元素原子含量为32.70％。
将本实例2制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行热分析，分析结果显示该晶体热稳定性较好，分解峰温为286.9℃，且奥克托金转晶吸热峰消失。
实例4
一种二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，包括如下工艺步骤：
三氨基胍硝酸盐的溶解:称取0.24g三氨基胍硝酸盐加入到20ml二甲基亚砜(或其他能够溶解三氨基胍硝酸盐的溶剂)中，油浴加热(或电加热)至90℃搅拌一段时间(本实例为30min)使三氨基胍硝酸盐完全溶解。
高氮二维共轭结构材料的生成：将三氨基胍硝酸盐溶液油浴加热(或电加热)，温度保持为90℃，加入0.28g乙二醛(或者其它能与三氨基胍硝酸盐形成二维结构的材料)，加热搅拌一段时间(本实例时间为1h)得到二维共轭结构。
硝铵炸药的溶解和重结晶：称取奥克托金2.66g(三氨基胍硝酸盐与奥克托摩尔比1：6.3)加入到已溶解的三氨基胍硝酸盐溶液中，利用磁力搅拌器搅拌30min；溶解后的硝铵炸药在上述二维共轭结构形成的过程中通过加入一定量的去离子水沉淀在该二维共轭结构上，形成浅灰色晶体。
产物的收集：采用去离子水对产物进行洗涤多次，然后过滤，冷冻干燥。
将实例4制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行扫描电子显微镜(SEM)分析，其晶体形貌如图1所示。由图1可知本实例4制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体中硝铵炸药晶完好，很好的与二维共轭结构融为了一体，晶体结构致密。
将本实例4制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行真密度分析(气体置换法)，其密度测试结果为1.868g/cm-3。
将本实例4制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行EDS元素分析，分析结果为：C元素原子含量为0.53％，N元素原子含量为48.97％，O元素原子含量为50.50％。
将本实例4制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行XRD元素分析，其元素分析结果如图3所示，具体为：C元素原子含量为32.87％，N元素原子含量为36.43％，O元素原子含量为30.69％。
将本实例4制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行热分析，分析结果显示该晶体热稳定性较好，分解峰温为287.5℃。
实例5
一种二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，包括如下工艺步骤：
三氨基胍硝酸盐的溶解:称取0.24g三氨基胍硝酸盐加入到15ml二甲基亚砜(或其他能够溶解三氨基胍硝酸盐的溶剂)中，水浴(也可以是油浴或电加热)70℃搅拌一段时间(本实例为30min)使三氨基胍硝酸盐完全溶解。
高氮二维共轭结构材料的生成：将三氨基胍硝酸盐溶液油浴加热(或电加热)至100℃，加入0.28g乙二醛(或者其它能与三氨基胍硝酸盐形成二维结构的材料)，加热搅拌一段时间(本实例时间为1h)得到二维共轭结构。
硝铵炸药的溶解和重结晶：称取奥克托金2.66g(三氨基胍硝酸盐与奥克托金摩尔比为1:6.3)加入到已溶解的三氨基胍硝酸盐溶液中，利用磁力搅拌器搅拌30min；溶解后的硝铵炸药在上述二维共轭结构形成的过程中通过加入一定量的去离子水沉淀在该二维共轭结构上，形成褐色晶体。
产物的收集：采用去离子水对产物进行洗涤多次，然后过滤，冷冻干燥。
将实例5制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行扫描电子显微镜(SEM)分析，其晶体形貌如图1所示。由图1可知本实例5制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体中硝铵炸药晶完好，很好的与二维共轭结构融为了一体，晶体结构致密。
将本实例5制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行真密度分析(气体置换法)，其密度测试结果为1.934g/cm3。
将本实例5制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行EDS元素分析，其元素分析结果为：C元素原子含量为0.59％，N元素原子含量为50.03％，O元素原子含量为49.38％。
将本实例5制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行XRD元素分析，其元素分析结果如图3所示，具体为：C元素原子含量为42.01％，N元素原子含量为29.83％，O元素原子含量为27.22％。
将本实例5制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行热分析，分析结果显示该晶体热稳定性较好，分解峰温为287.1℃，且奥克托金转晶吸热峰消失。
实例6
一种二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，包括如下工艺步骤：
三氨基胍硝酸盐的溶解:称取0.17g三氨基胍硝酸盐加入到20ml二甲基亚砜(或其他能够溶解三氨基胍硝酸盐的溶剂)中，水浴(也可以是油浴或电加热)70℃搅拌一段时间(本实例为30min)使三氨基胍硝酸盐完全溶解。
高氮二维共轭结构材料的生成：将三氨基胍硝酸盐溶液油浴加热(或电加热)，温度保持为80℃，加入0.28g乙二醛(或者其它能与三氨基胍硝酸盐形成二维结构的材料)，加热搅拌一段时间(本实例时间为1h)得到二维共轭结构。
硝铵炸药的溶解和重结晶：称取奥克托金1.78g(三氨基胍硝酸盐与奥克托金摩尔比为1:6)加入到已溶解的三氨基胍硝酸盐溶液中，利用磁力搅拌器搅拌30min；溶解后的硝铵炸药在上述二维共轭结构形成的过程中，通过加入一定量的去离子水沉淀在该二维共轭结构上，形成灰色晶体。
产物的收集：采用去离子水对产物进行洗涤，然后过滤，冷冻干燥。
将实例6制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行扫描电子显微镜(SEM)分析，其晶体形貌如图1所示。由图1可知本实例6制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体中硝铵炸药晶型完好，很好的与二维共轭结构融为了一体，晶体结构致密。
将本实例6制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行真密度分析(气体置换法)，其密度测试结果为2.040g/cm3。
将本实例6制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行EDS元素分析，其元素分析结果为：C元素原子含量为0.60％，N元素原子含量为52.90％，O元素原子含量为46.50％。
将本实例6制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行XRD元素分析，其元素分析结果如图3所示，具体为：C元素原子含量为32.83％，N元素原子含量为35.21％，O元素原子含量为31.97％。
将本实例6制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行热分析，分析结果显示该晶体热稳定性较好，分解峰温为287.4℃，且奥克托金转晶吸热峰消失。
实例7
一种二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，包括如下工艺步骤：
三氨基胍硝酸盐的溶解:称取0.60g三氨基胍硝酸盐加入到20ml二甲基亚砜(或其他能够溶解三氨基胍硝酸盐的溶剂)中，水浴(也可以是油浴或电加热)70℃搅拌一段时间(本实例为30min)使三氨基胍硝酸盐完全溶解。
高氮二维共轭结构材料的生成：将三氨基胍硝酸盐溶液温度保持70℃，加入1.72g乙二醛(或者其它能与三氨基胍硝酸盐形成二维结构的材料)，加热搅拌一段时间(本实例时间为1h)得到二维共轭结构。
硝铵炸药的溶解和重结晶：称取奥克托金2.07g(三氨基胍硝酸盐与奥克托金摩尔比为1:2)加入到已溶解的三氨基胍硝酸盐溶液中，利用磁力搅拌器搅拌30min；溶解后的硝铵炸药在上述二维共轭结构形成的过程中，通过加入一定量的去离子水沉淀在该二维共轭结构上，形成灰色晶体。
产物的收集：采用去离子水对产物进行洗涤，然后过滤，冷冻干燥。
将实例7制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行扫描电子显微镜(SEM)分析，其晶体形貌如图1所示，由图可知本实例7制备的高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体中硝铵炸药晶型完好，很好的与二维共轭结构融为了一体，晶体结构致密。
将本实例7制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行真密度分析(气体置换法)，其密度测试结果为1.620g/cm3。
将本实例7制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行EDS元素分析，其元素分析结果为：C元素原子含量为0.63％，N元素原子含量为54.93％，O元素原子含量为44.44％。
将本实例6制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行XRD元素分析，其元素分析结果如图3所示，具体为：C元素原子含量为30.01％，N元素原子含量为37.86％，O元素原子含量为32.13％。
将本实例6制备的共轭结构掺杂钝感化改性奥克托金晶体进行热分析，分析结果显示该晶体热稳定性较好，分解峰温为288.9℃，且奥克托金转晶吸热峰消失。

Claims (4)

1.一种高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将氨基高氮化合物加入到高沸点有机溶剂中形成饱和溶液，加热到25-100℃，搅拌至氨基高氮化合物完全溶解；
步骤2：按氨基高氮化合物和硝铵炸药摩尔比为1:1至1:10的比例，将硝铵炸药加入到步骤1制备的溶液中,在25-100℃温度下搅拌至硝铵炸药完全溶解；
步骤3：再加入醛基化合物，在加热70-150℃条件下搅拌10-30min形成二维共轭结构材料；
步骤4：将步骤3的溶液冷却至室温，再加入与步骤1中的高沸点有机溶剂体积相同的蒸馏水，析出固体产物；
步骤5：将步骤4得到的固体产物真空干燥或抽滤、干燥得到高氮二维共轭结构掺杂钝感化改性硝铵炸药晶体。
2.根据权利要求1所述高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，其特征在于：所述硝铵炸药为黑索金RDX、奥克托金HMX、双环奥克托今BCHMX或六硝基六氮杂异伍兹烷CL-20中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，其特征在于：所述氨基高氮化合物为三氨基胍硝酸盐、三氨基胍盐酸盐、三聚氰胺、二氨基胍硝酸盐或二氨基胍盐酸盐中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述高氮二维共轭结构掺杂改性硝铵炸药晶体的制备方法，其特征在于：所述醛基化合物为乙二醛、甲醛或丙三醛中一种或几种的水溶液。
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